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设计一款10kW蓄电池充电机，充电机输入源为电压范围为360-400V的直流母线，充电机输出端接蓄电池，蓄电池电压范围为300-430V，要求充电电压由用户通过CAN总线控制，充电电压纹波<1%，输出功率10kw，也可通过CAN总线将充电机控制在电流模式下，输出电流由用户通过CAN总线控制，变化范围1-29A，纹波电流<1%。充电机采用全桥隔离型架构，设计电路参数，建立电路模型并仿真；设计PID控制器，通过仿真确定PID参数。
要求完成的主要任务:
1.完成不少于2万印刷符，且与选题相关的英文文献翻译工作。
2.查阅相关文献资料（论文参考文献不低于中文13篇，英文2篇）。
3.撰写开题报告。
4.掌握全桥隔离型电路基本结构及原理，完成电路参数设计及各主要器件的选型。
5.根据电路设计，建立电路动态仿真模型，并仿真。
6.掌握PWM调制技术，设计PID控制器，MATLAB建模并完成系统仿真
7.绘制图纸3张
摘要
蓄电池以其突出的优点，在各个领域得到了广泛的应用。目前在电动车、UPS不间断电源等领域，它已经成为最重要的关键部件之一。充电是蓄电池在生产、使用和保养中必不可少的内容。本文介绍了一种用于蓄电池的大功率充电机的设计过程，主要包括对蓄电池充电方法和充电系统的设计。
在本系统的设计中，主电路由全桥隔离型DC-DC换流器组成，功率开关管选用IGBT，控制电路以PID为核心，通过比较蓄电池的端电压和充电电压得到开关管的移相角，控制主电路开关管的开通时刻来实现充电状态的控制，系统中的辅助电路对系统起到了很好的保护作用。
本文最后给出了系统的仿真的实验波形，仿真和实验结果表明:充电机输出电压稳定，纹波小，满足系统的设计要求。
关键词：蓄电池； IGBT； 充电； PID控制
目录
摘要 I
Abstract II
目录 III
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 2
1.3 国内外发展现状 3
1.4 本文主要研究内容 5
2 蓄电池的工作原理和特性分析 6
2.1 蓄电池的种类和特性 6
2.2 蓄电池的工作原理分析 7
2.2.1 蓄电池的放电原理分析 7
2.2.2 蓄电池的充电原理分析 7
2.3 蓄电池的充电过程分析 9
2.4 充电方法和控制策略的选择 10
2.4.1 恒流充电 10
2.4.2 恒压充电 10
2.4.3 充电方法分析和控制策略的选择 11
3 系统的总体设计 12
3.1 系统原理图 12
3.2 DC-DC降压变换器拓扑分析 12
3.2.1 Buck变换器 13
3.2.2 Buck-boost变换器 13
3.2.3 Cuk变换器 14
3.2.4 单端正激（Forward）变换器 14
3.2.5 单端反激式（Flyback）变换器 15
3.2.6 全桥（Bridge）变换器 16
3.3 系统充电主回路的选择 17
4 系统电路设计和算法设计 19
4.1 系统主回路参数设计与硬件设计 19
4.1.1 变压器参数设计 19
4.1.2 滤波器设计 19
4.1.3 系统主回路开关管的设计 20
4.1.4 系统主回路电路图 21
4.2 系统控制回路的设计 22
4.2.1 系统控制回路原理图 22
4.2.2 系统控制回路设计图 22
4.3 系统总电路设计图 23
4.4 系统控制算法设计 25
4.4.1 系统控制算法的选择 25
4.4.2 系统PID参数的整定 26
5 系统仿真及波形分析 27
5.1 系统开环控制仿真 27
5.2 不同PID参数下的仿真 27
5.3 系统仿真下的电压波形分析 29
5.4 系统仿真下的电流波形分析 30
5.5 系统仿真结果分析 31
结束语 32
参考文献 33
附录 34
致谢 36
